CN204496277U - 一种电池组检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池组检测系统，包括若干个采集器和一个现场控制装置，现场控制装置通过CAN总线与所述各采集器通讯连接；采集器包括采集电池电压的电压测量模块,电压测量模块包括单片机，单片机输入连接电阻取样电路；现场控制装置包括CPU、无线通讯模块和电源模块；采集器和现场控制装置均设有CAN通讯接口模块，用于与CAN总线连接；所述电源模块供电连接所述现场控制装置和采集器。本实用新型通过CAN总线实现采集器与现场控制装置之间的控制指令、电压数据之间的通讯，减少了对现场控制装置的硬件开销。而且由于现有车辆中多采用基于CAN的监控网络，采用CAN总线的方式便于接入现有车辆监控平台中。

Description

一种电池组检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电池组检测的检测系统。

背景技术

作为铁路交通的主要载体——机车及客车，尤为机车上蓄电池是直流电源的辅助电源，提供停机时照明、内燃机车启动，电力机车在升弓前及可控硅稳压电源发生故障时，由蓄电池组向机车控制电路供电等，都配有大量的蓄电池。

当机车运行到一定公里数时，维修人员都要通过万用表依次进行测量，检测发现存在的电压异常情况下，进行快速拆除、替换、安装，然后再次检测，机车才能再次投入运行。这种传统的检测蓄电池电压的方式属于纯人力测量，费时费力，效率低下，而且漏检，错检时有发生。

在蓄电池检测领域，也存在较多的自动测量的方案。比如对每个单体电池配置一个采集器(或者称为采集模块)，每个采集器通过导线连接到对应单体电池的正负极，以检测电池电压；同时，每个采集器还需要通过导线连接到现场控制装置，以实现将采集的数据输送出去。

这种方案实现了自动电池电压自动检测，不需要人工参与，大大提高了自动化程度。并且采用无线方式传输数据，避免了在检测时进行接线的繁琐操作。

但是，各个采集器分别向现场控制装置上传数据，现场控制装置向各个采集器分别传输控制指令。这种通讯方式对现场控制装置的硬件资源占用极大。而且连接线很多，造成连线复杂，现场操作复杂繁琐。而引线多就会产生较多的接线点，在安全性要求很高的领域，比如在振动剧烈的机车上，更多的接线点更可能会出现松脱或者脱落，导致测量不准确甚至出现安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池组检测系统，用于解决采集器与现场控制装置通讯方式占用硬件资源多的问题。

一种电池组检测系统，包括若干个采集器和一个现场控制装置，现场控制装置通过CAN总线与所述各采集器通讯连接；采集器包括采集电池电压的电压测量模块,电压测量模块包括单片机，单片机输入连接电阻取样电路；现场控制装置包括CPU、无线通讯模块和电源模块；采集器和现场控制装置均设有CAN通讯接口模块，用于与CAN总线连接；所述电源模块供电连接所述现场控制装置和采集器；所述CAN总线和电源线形成采集干线，该采集干线上设有用于连接各采集器和现场控制装置的若干接口；所述采集干线为一整条线缆，或者分段线缆，每个分段通过相应接口连接两个相邻的采集器或者现场控制装置与相邻的采集器。

进一步的，所述接口为插拔式电连接器。

进一步的，采集器包括上盖(1)和下盖(2)，上盖(1)和/或下盖(2)上形成用于穿过待测试多芯导线的过线槽(6)；上盖(1)和/或下盖(2)上在过线槽一侧具有用于刺入多芯导线的至少一个穿刺部(3)；上盖(1)具有一个空腔，该空腔设有所述电压测量模块，电压测量电路的电阻取样电路与穿刺部(3)导电连接。

进一步的，所述穿刺部(3)是插针或楔形块。

进一步的，所述空腔于上盖(1)上设置所述接口。

进一步的，上盖(1)和下盖(2)通过螺栓固定连接。

本实用新型通过CAN总线实现采集器与现场控制装置之间的控制指令、电压数据之间的通讯，减少了对现场控制装置的硬件开销。而且由于现有车辆中多采用基于CAN的监控网络，采用CAN总线的方式便于接入现有车辆监控平台中。

另外，本实用新型的电池组检测系统中的采集器采用穿刺式结构，刺穿电池之间的连接导线，将固定、取样的功能合二为一，不仅固定稳定可靠，而且省去了连接极耳的接线，进一步方便现场安装操作。

附图说明

图1是一种电池组检测系统的电路原理图；

图2是采集干线示意图；

图3是采集器设置两接口的两种连接方式(a)、(b)示意图；

图4是采集器设置一个接口的连接方式示意图；

图5是穿刺式电信号采集件结构图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的俯视图；

图8是上下盖均设置穿刺部的结构图。

具体实施方式

本实用新型适用于动力电池、蓄电池、超级电容串并联构成的电池组在机车或客车上使用。

下面以机车上的蓄电池组为例结合附图具体进行说明。如图1所示的电池组检测系统。包括若干个采集器、一个现场控制装置(如图所示控制盒)和终端机。

终端机可以是手持式终端，采用，如WiFi、Zigbee、GPRS，CDMA，3G，4G等通信方式与无线传输装置通信。如图所示，本实施例中现场控制装置通过WiFi通讯模块与终端机无线通讯。采用手持式终端，工作人员可以远距离进行检测，方便操作。手持终端可以开启WiFi热点服务，与无线传输这种建立网络连接，把电压数据自动传输到手持终端上。手持终端可以显示各蓄电池的检测电压，并可以通过电信通道，实时或者事后上传到监测中心的数据库服务器上，中心汇总收到数据后，通过数据分析终端或显示终端展示给中心监控人员。中心之外的用户可以通过Internet进行浏览查询。

采集器包括采集电池电压的电压测量模块,电压测量模块包括单片机，单片机输入连接电阻取样电路、输入输出连接一个CAN通讯接口模块。

现场控制装置包括CAN通讯接口模块、CPU、WiFi通讯模块和电源模块。CAN通讯接口模块用于与CAN总线连接。电源模块除了为现场控制装置供电，还为各采集器供电。

本实用新型通过CAN总线实现采集器与现场控制装置之间的通讯，CAN总线属于串行总线，能够降低现场控制装置的硬件开销。而且由于现有车辆中多采用基于CAN的监控网络，采用CAN总线的方式便于接入现有车辆监控平台中，利于产品的推广。

以上实施例中的电压测量模块，以及CAN通讯接口模块，WiFi通讯模块等，均为现有技术，所以不在这里过多叙述。作为其他实施方式，采集器也可以采用其他类型的电压测量模块，比如在单片机不具备A/D转换功能的情况下，增加A/D转换芯片。

一般来说，采集器安装在蓄电池壳体上，通过导线将采集接触端连接电池极耳。也可以固定在对应的两单体电池正负极之间的连接导体上，其采集接触端与连接导体电连接。在机车上使用的蓄电池，由于机车振动非常剧烈，所以电池极耳之间的连接导体不能使用刚性导体，一般采用多芯导线。将采集器固定在多芯导线上较为方便。

作为其他实施方式，还可以将采集器的电压测量模块置于一个穿刺式电信号采集件中，即称之为穿刺式电信号采集器。穿刺式电信号采集件通过穿刺结构刺入多芯导线同时实现电信号采集和固定的作用。穿刺式采集件中的电接触部分可以是穿刺部3固定在上盖的一部分，也可以是触片等结构，保证与电压测量模块中的电阻取样电路导电接触即可。引线孔4用于引出上述图4中的插头与插座之间的线缆。如果采用如图3、图4的采集器，也可以不设置引线孔4。

下面结合图5-图8进行详细说明，着重说明穿刺式电信号采集件。

一种穿刺式电信号采集件，包括上盖1和下盖2，上盖1和下盖2扣合时形成过线槽6，过线槽6用于穿过多芯导线。上盖1在过线槽一侧具有用于刺入多芯导线的穿刺部3；上盖1具有一个用于安装电路板(即上述电压测量模块)的空腔，该空腔中设有与穿刺部3导电连接的电接触部分。

上述电接触部分可以是穿刺部3固定在上盖的一部分，也可以是触片等结构，保证与电路板中的部件导电接触即可。

具体的，穿刺部3可以是插针或楔形块等穿刺结构，亦或是刺入的刀片结构。上盖1和下盖2是分体结构，通过两端的螺栓5进行固定装配。

作为其他实施方式，穿刺部3也可以设置在下盖上，或者同时在上盖、下盖上设置，如图8所示。

作为其他实施方式，过线槽6也可以仅在上盖或下盖上形成。

作为其他实施方式，上盖1与下盖2可以是一端铰接，另一端采用螺栓、螺钉固定。

关于具体的接线形式，可以采用现有技术中的接线形式，也可以采用下面提供的一种较为简洁的方式。如图2所示的一种实施方式，每个采集器均具有两个接口，每个接口均用于连接相邻的采集器(当然，整个检测系统中有一个采集器需要连接到现场控制装置)。采集干线涉及线缆有四条，分别是CANH、CANL、+、-。作为其他实施方式，若实现控制、电信号传输和电源的导线不是上述四条，而是其他类型的导线，那么接口之间也相应的配置为类型的导线。

上述接口可以是插拔式电连接器，也可以是采用其他电连接方式，如螺栓、压片压紧导线的方式。

如图2、图3，采集干线为分段线缆，这些分段线缆在相邻采集器(也包括现场控制装置与相邻采集器)之间形成。(a)、(b)表示两种实施方式，(a)中，采集器两端设置插孔，另外配置适配的电缆，电缆两端为适配的插头；安装时，用电缆将两个相邻采集器连接起来。(b)中，采集器为首端通过线缆连接插头的结构，尾端为插孔的结构；安装时，两个相邻采集器首尾相接即可。

如图4，采集干线为一整条线缆(此处一整条线缆即可以是整条线缆，也可以是指由多条线缆直接连接而成)，线缆上设置多个接头(如T型三通接头)，采集器上引出接头(如航空接头)连接到线缆的对应接头上即完成接线。

设置了一条采集干线集合了传输控制信号、电信号的导线，以及电源线。采集器只需连接到该采集干线即可实现现场连线。若采集干线为一整条线缆，那么采集器只需引出一个接口，与线缆上的对应接口电连接即可。若采集干线为分段线缆，分段线缆为在各相邻采集器之间的连线，连线很短。在采集器和现场控制装置之间只有一条采集干线，使得整个连接形式简洁明快，非常适合现场操作。在此基础上，可以将采集器设计为带有插拔式电连接器的形式，这样在现场安装时只需将采集器与采集干线连接即可，安装操作十分方便。

以上给出了本实用新型涉及一个主题的具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电池组检测系统，包括若干个采集器和一个现场控制装置，其特征在于，现场控制装置通过CAN总线与所述各采集器通讯连接；采集器包括采集电池电压的电压测量模块,电压测量模块包括单片机，单片机输入连接电阻取样电路；现场控制装置包括CPU、无线通讯模块和电源模块；采集器和现场控制装置均设有CAN通讯接口模块，用于与CAN总线连接；所述电源模块供电连接所述现场控制装置和采集器。

2.根据权利要求1所述的一种电池组检测系统，其特征在于，所述CAN总线和电源线形成采集干线，该采集干线上设有用于连接各采集器和现场控制装置的若干接口；所述采集干线为一整条线缆，或者分段线缆，每个分段通过相应接口连接两个相邻的采集器或者现场控制装置与相邻的采集器。

3.根据权利要求2所述的一种电池组检测系统，其特征在于，所述接口为插拔式电连接器。

4.根据权利要求1或2所述的一种电池组检测系统，其特征在于，采集器包括上盖(1)和下盖(2)，上盖(1)和/或下盖(2)上形成用于穿过待测试多芯导线的过线槽(6)；上盖(1)和/或下盖(2)上在过线槽一侧具有用于刺入多芯导线的至少一个穿刺部(3)；上盖(1)具有一个空腔，该空腔设有所述电压测量模块，电压测量电路的电阻取样电路与穿刺部(3)导电连接。

5.根据权利要求4所述的一种电池组检测系统，其特征在于，所述穿刺部(3)是插针或楔形块。

6.根据权利要求4所述的一种电池组检测系统，其特征在于，所述空腔于上盖(1)上设置所述接口。

7.根据权利要求4所述的一种电池组检测系统，其特征在于，上盖(1)和下盖(2)通过螺栓固定连接。